módulo 6 - acceso al satélite

POSTGRADO A DISTANCIA : COMUNICACIONES INALMBRICAS

INICTEL MDULO 6: ACCESO AL SATLITE

OBJETIVOS DEL MDULO

Fundamentos de acceso FDMA. Fundamentos de acceso TDMA. Fundamentos de acceso SCPC. Fundamentos de acceso SPADE. Fundamentos de acceso SSMA (CDMA).

SUMARIO 1. Acceso FDMA

2. Acceso TDMA

3. Acceso SCPC

4. Acceso SPADE

5. Acceso SSMA (CDMA)

INTRODUCCION En el presente mdulo se describe los fundamentos de los tipos de acceso aplicados a

los sistemas de comunicaciones por satlite.

TELEDUCACIN COMUNICACIONES SATELITALES 1


INICTEL DESARROLLO DEL MDULO El satlite emite una onda de radio a la tierra y un nmero de estaciones terrenas

dentro de la cobertura de este satlite recibe simultneamente esta seal.

La comunicacin simultanea entre un nmero de estaciones terrenas va el satlite se

denomina ACCESO MULTIPLE. El acceso mltiple es la caracterstica mas importante

de las comunicaciones por satlite y solo se compara a la forma de acceso con los

sistemas terrestre punto a multipunto. En las comunicaciones satelitales se tienen 5

mtodos para acceder al satlite. Estos son:

FDMA TDMA SCPC SPADE SSMA (CDMA)

1. ACCESO FDMA Para lograr el acceso mltiple por el mtodo FDM-FM, la estacin terrena individual

emplea diferentes frecuencias portadoras. A este mtodo se le denomina FDM-FM-

FDMA.

Desde el punto de vista de la utilizacin de los canales, el sistema FDM-FMFDMA

emplea el acceso mltiple pre-asignado en el que los canales requeridos estn pre-

asignados a dos estaciones terrenas.

Figura 1. Acceso FDMA



INICTEL En el acceso FDMA se tiene a n estaciones terrenas dentro de la cobertura de un

satlite. Suponiendo que cada estacin terrena empleara una frecuencia portadora

especifica para transmitir, entonces requerir de n-1 portadoras, aparte de la suya,

para las estaciones terrenas restantes, haciendo que el nmero total de portadoras a

ser usadas sea de n(n-1) portadoras.

Figura 2. Acceso FDMA en n estaciones terrenas Cuando un gran nmero de portadoras se amplifican en los amplificadores de las

estaciones terrenas o del transponder en el satlite, la intermodulacin crece haciendo

que la relacin S/N decrezca. De esta manera los canales telefnicos a ser

transmitidos desde una estacin terrena a otros destinos se multiplexan y se envan a

travs de una portadora simple.

Por ejemplo, en la estacin A las seales telefnicas a las estaciones B, C, D, ... se

transmiten a travs de una nica portadora.

Figura 3. Transmisin a travs de una sola portadora



INICTEL De esta manera, cada estacin terrena es solicitada a transmitir solo una portadora y

el nmero total de portadoras necesarias para la transmisin entre las n estaciones

terrenas ser n, llegando, como resultado, a disminuir fuertemente la intermodulacin.

La transmisin de el nmero de canales telefnicos a un nmero determinado de

destinos sobre una portadora simple se denomina SISTEMA PORTADOR

MULTIDESTINO.

En este sistema, cada estacin terrena recibe una seal de telefona multiplexado y,

despus de la modulacin, toma solamente los canales requeridos por cada estacin

terrena.

Figura 4. Sistema portador multidestino

Para reducir la interferencia debido a la intermodulacin, es necesario considerar el

arreglo de portadoras en la banda de frecuencias del satlite. Como el nmero de

canales sobre una portadora es grande, se requiere de altas potencias, por lo que,

cuando un nmero de portadoras se amplifica en el transponder del satlite, las

portadoras que llevan menos canales son las que tienen la mayor probabilidad de

interferencia debido a la intermodulacin. Para prevenir esto, es necesario limitar el

nmero de canales por portadora, es decir, controlar el nivel de cada portadora.

Figura 5. Interferencia de intermodulacin



INICTEL Para mantener un balance apropiado entre los niveles de las portadoras, se asignan

portadoras especificas a aquellos destinos con gran nmero de canales. A esta forma

de destino se le denomina SISTEMA PORTADORA DE DESTINO SIMPLE. En tal

caso, una estacin terrena que usa un nmero de canales emplea una combinacin de

sistema portadora multidestinos y un sistema portadora de destino simple.

El espectro muestra el acomodamiento de las portadoras en el transponder de un

satlite. Se ve que las portadoras estn ajustadas para alcanzar un nivel igual en los

transponders individuales.

Figura 6. Acomodamiento de las portadoras en el transponder

El espectro que se ve en la siguiente figura muestra a las portadoras dentro de todo el

rango de frecuencia del satlite. Las portadoras que tienen niveles altos como el que

muestra la flecha se acomodan cerca del final de la banda. La intermodulacin se

reduce cuando se acomodan este tipo de portadoras cerca del final de la banda.

En los sistemas FDM-FM-FDMA el problema de intermodulacin es fuerte y no se

puede ignorar.

Puesto que se emplea el acceso mltiple pre-asignado, se requiere la transmisin de

la portadora an cuando no exista trfico y tal desventaja es una perdida de consumo

de la potencia del satlite y envuelve a la degradacin en la eficiencia de utilizacin del

sistema.

Los sistemas FDM-FM-FDMA no son apropiados para las comunicaciones con baja

demanda de uso de circuitos, por lo que desde el principio se le utiliz por ser

tcnicamente estable.



INICTEL

Figura 7. Todas las portadoras dentro del rango de frecuencia del satlite

2. ACCESO TDMA En el acceso TDMA, un nmero de estaciones terrenas comparten un transponder del

satlite por divisin en el dominio del tiempo.

La abcisa indica la frecuencia y la ordenada indica el tiempo. El eje de tiempo est

dividido en perodos dados denominado TRAMA DE TDMA. Cada trama de TDMA

est dividida en intervalos de tiempo cada una asignada a cada estacin terrena. Las

estaciones terrenas A, B, C y D transmiten sus seales solo dentro de su intervalo de

tiempo asignado.

Las seales transmitidas por cada estacin terrena tienen la misma frecuencia

portadora f0 y ocupa todo el ancho de banda del transponder del satlite. Puesto que

cada estacin terrena tiene un intervalo de tiempo asignado, la seal de solo una de

ellas ocupar el transponder en un intervalo de tiempo dado y nunca suceder que las

seales de mas de una estacin terrena ocuparn el transponder del satlite al mismo

tiempo.

Figura 8. Acceso TDMA



INICTEL La longitud del intervalo de tiempo asignado a una estacin terrena esta

predeterminado en proporcin a la demanda de trfico de la estacin terrena. Cada

estacin terrena transmite su seal en el intervalo de tiempo asignado a ella en cada

trama de TDMA.

Las seales transmitidas desde cada estacin terrena se hacen en forma de rfagas

con un perodo igual a una trama de TDMA. Las rfagas en una trama de TDMA se

asignan de tal forma que no se traslapen entre ellas.

Figura 9. Trama TDMA

La red TDMA est compuesta de las estaciones de trfico y por lo menos una estacin

de referencia. Las rfagas transmitidas desde las estaciones de trfico se denominan

RAFAGAS DE TRAFICO. Los datos de trfico se transmiten a travs de la rfaga de

trafico.

La estacin de referencia transmite peridicamente una rfaga especial denominada

RAFAGA DE REFERENCIA que provee la temporizacin normalizada para la trama

TDMA y su perodo es exactamente igual al de la trama TDMA.

Las estaciones de trfico transmiten las rfagas de trfico y las rfagas de control que

transmiten la temporizacin se encuentran siempre detrs de la rfaga de referencia.

Cada estacin de trafico transmite su rfaga de trafico en sus intervalos de tiempo

asignados al satlite despus de la rfaga de control de temporizacin de transmisin

acorde con la rfaga de referencia usada como norma de temporizacin.

En el satlite, la rfaga de referencia y las rfagas de trfico se acomodan en un orden

apropiado sin solaparse en cada trama TDMA.

Cada estacin de trafico recibe estas rfagas y toma las rfagas de trafico que

contiene las seales dirigidas a la estacin de trfico.


INICTEL


Figura 10. Rfagas de trfico y de referencia

Las seales de datos son fcilmente convertidas a series de rfagas as como tambin

son fciles de transportar las rfagas de transmisin y recepcin.

Las seales analgicas se convierten a datos despus del proceso de conversin

PCM y a travs del multiplexaje TDM que luego se transmiten en forma de rfagas

despus de haber sido modulado en PSK. Este mtodo de transmisin de seales en

TDMA es PCM-TDM-PSK-TDMA. Debido a que la frecuencia de muestreo en PCM es

8 Khz., la longitud de la trama de la seal PCM es 125 seg. La longitud de la trama

TDMA es un mltiplo de la longitud de la trama de PCM o 125 seg en consideracin a

la adaptabilidad a la seal PCM.

Una ventaja del acceso TDMA es que provee un uso efectivo de la potencia del

satlite. Como ya se vio el transponder del satlite no se usa adecuadamente con el

sistema FDMA. En TDMA el nmero de portadoras nunca es mas de una, por lo tanto,

es posible operar al TWTA eficientemente cerca al punto de saturacin sin

intermodulacin.

Figura 11. Uso efectivo de la potencia del satlite



INICTEL Como otra ventaja se tiene su flexibilidad en cuanto se tiene un aumento de la

demanda que obliga a cambios en la demanda de trfico. En FDMA, los tamaos de

las portadoras y frecuencias portadoras estn sujetas a cambios de acuerdo con la

demanda de trafico. Para cumplir con este propsito es necesario reemplazar o

modificar el equipo de comunicaciones de la estacin terrena, lo que significa que los

cambios en la asignacin de canales significa cambio de equipos.

En TDMA, la longitud y posicin de las rfagas est determinada por la demanda de

trafico de cada estacin terrena. Para los cambios en la asignacin de canales en

TDMA es suficiente cambiar la longitud y posicin de las rfagas, en este caso no es

necesario reemplazar o modificar los equipos de comunicaciones de la estacin

terrena sino controlarlo por software.

El TDMA tiene una excelente adaptabilidad con las redes de comunicacin digital y se

puede conectar fcilmente con redes de comunicacin terrestres. En TDMA, las

rfagas transmitidas desde las estaciones de trfico se controlan para ser colocadas

en los intervalos de tiempo asignados del satlite. Este control de los tiempos de

ingreso se denomina CONTROL DE TEMPORIZACION.

La distancia entre el satlite y la estacin terrena esta siempre cambiando debido al

movimiento del satlite desde su posicin nominal geoestacionario. El tiempo

requerido para que una rfaga de trfico viaje desde la estacin terrena hasta el

satlite cambia continuamente, adems, la estacin de referencia y las estaciones de

trfico tienen su propio reloj con diferentes frecuencias para el procesamiento de la

seal, de tal manera que existan diferencias de tiempo de rfagas entre las diversas

estaciones terrenas. Sin sincronizacin de rfagas las rfagas transmitidas caern

fuera de los intervalos de tiempo asignados en el satlite.

Si se presenta el traslape de rfagas en el satlite, la comunicacin no ser factible.

En cada trama TDMA, la posicin del intervalo de tiempo asignado a una rfaga

transmitida desde una estacin de trfico lo determina la posicin relativa de la rfaga

en relacin a la rfaga de referencia, por lo tanto, cada estacin de trfico tiene que

sincronizarse para mantener su rfaga dentro de su posicin nominal dentro de la

trama TDMA.

La temporizacin de la rfaga de transmisin se controla peridicamente usando la

rfaga de referencia como temporizador normalizado.



INICTEL Se conocen tres mtodos de sincronizacin de rfagas para controlar la posicin

relativa de la rfaga de trfico en relacin a la rfaga de referencia:

- Sincronizacin de lazo cerrado directo.

- Sincronizacin de lazo cerrado de realimentacin

- Sincronizacin de lazo abierto

SINCRONIZACIN DE LAZO CERRADO DIRECTO Es aplicable a aquellos mtodos de operacin como los haces globales en los que

cada estacin de trfico puede recibir siempre rfagas originantes desde la estacin

va el satlite.

La estacin de trfico recibe las rfagas de referencia y de trfico transmitidas por el

mismo. El intervalo de tiempo entre estas dos rfagas se mide peridicamente en la

estacin de trfico para detectar errores en el intervalo de tiempo comparndolo con el

valor predeterminado anteriormente.

En el caso de haber alguna variacin la rfaga de transmisin se adelanta o retraza

para compensar el error detectado, de esta manera es que se mantiene la rfaga de

trfico en la posicin apropiada en la trama TDMA.

Figura 12. Sincronizacin de lazo cerrado directo SINCRONIZACION DE LAZO CERRADO DE REALIMENTACIN Se aplica a la operacin con los haces puntuales donde cada estacin de trfico no

puede recibir la rfaga originante desde la estacin va el satlite.



INICTEL Puesto que la estacin de trfico no puede medir el intervalo de tiempo entre la rfaga

de referencia y la rfaga transmitida desde la estacin entonces una estacin de

referencia localizada en el rea opuesta cubierta por otro haz puntual est a cargo de

las mediciones.

La estacin de referencia enva de regreso los resultados de la medicin a la estacin

de trfico. El lado de transmisin de la estacin de trfico controla la rfaga de

temporizacin de transmisin para compensar el error en la posicin nominal. La

compensacin esta basada en los resultados de las mediciones en la estacin de

referencia que ha retornado a la estacin de trfico.

Este mtodo tambin se aplica a la operacin de haz global.

Figura 13. Sincronizacin de lazo cerrado de realimentacin

SINCRONIZACION DE LAZO ABIERTO La temporizacin de la rfaga de transmisin est determinada por la adicin de una

cantidad apropiada de retardo a la temporizacin de recepcin de la rfaga de

referencia.

La cantidad de retardo se obtiene por calculo basado en la medicin de la distancia

entre cada estacin terrena y el satlite.

Cada estacin de trfico recibe la rfaga de referencia y transmite su propia rfaga

despus de un retardo estimado calculado desde la temporizacin de la rfaga de

referencia recibida.



INICTEL Se aplica tanto a operacin de enlace global como de haz puntual y es simple

comparado con otros mtodos de sincronizacin de rfagas. Sin embargo el error de

posicin de las rfagas tiende a ser grande.

Figura 14. Sincronizacin de lazo abierto

3. ACCESO SCPC El acceso SCPC es un tipo de sistema FDMA, porque el acceso mltiple es llevado a

cabo asignando frecuencias diferentes a las portadoras.

En el sistema FDM-FM-FDMA ampliamente usado en los sistemas INTELSAT el

nmero de canales transportados por una portadora es limitado, por decir, un mnimo

de 12.

Cuando se emplea el sistema FDM-FM-FDMA, una estacin terrena con una demanda

de trfico de 12 canales ocupa exclusivamente una banda de frecuencias para una

portadora de 12 canales de voz.

En SCPC, se asigna una portadora a un canal, por lo cual es apropiado para

estaciones terrenas con trfico liviano.

El siguiente grfico muestra la relacin entre el nmero de estaciones terrenas

participantes y el nmero de canales de voz que se pueden acomodar por transponder

con un ancho de banda de 36 Mhz tanto en sistemas FDM.FM-FDMA como con

SCPC.



INICTEL La abcisa muestra el nmero de estaciones terrenas participantes y la ordenada el

nmero de canales por transponder.

Figura 15. N de canales de voz por transponder vs. N de estaciones terrenas

En el sistema FDM-FM-FDMA el nmero de canales decrece rpidamente con el

aumento del nmero de estaciones terrenas participantes. En SCPC, se puede tomar

en cuenta un nmero de canales sin importar el nmero de estaciones terrenas

participantes.

El sistema SCPC es apropiado para aquellos sistemas de comunicacin por satlite

formados por un nmero de estaciones terrenas con trfico liviano puesto que permite

a los canales del satlite conectarse sobre la base de canales telefnicos y no reducen

el nmero de canales que se pueden acomodar aunque el nmero de estaciones

terrenas participantes sea grande. Adems el sistema SCPC no emplea equipamiento

complicado y no requiere modificacin de las facilidades de la estacin terrena

existente en el caso de aumentar una nueva.

El sistema SCPC emplea el esquema de pre-asignacin en la que los canales del

satlite estn asignados a las estaciones terrenas.

Se le emplea para la transmisin de datos as como tambin para la transmisin de

voz.

Emplea modulacin digital QPSK sin codificacin diferencial en el lado de transmisin

as como usa deteccin coherente para el lado de recepcin.

Para el sistema SCPC se ha adoptado la tcnica de ACTIVACION DE VOZ, en la que

solo se transmite la portadora cuando existe una entrada de voz. Con esta tcnica la



INICTEL potencia del satlite se usa mas efectivamente. Se ocupa un canal de voz; en la que la

seal de voz aparece no continuamente sino en forma de RAFAGAS. En general, se

considera que el tiempo total de duracin en la cual la seal de voz realmente existe

es aproximadamente el 40% de la duracin de la llamada.

En SCPC se transmite un canal de voz a travs de una portadora, razn por la que la

portadora se puede encender o apagar (on / off) dependiente de la entrada de la voz.

Con la tcnica de la activacin de la voz, la portadora se transmite solo mientras la voz

realmente existe sobre la lnea de transmisin usando la rfaga natural de la voz.

Figura 16. Activacin por voz

En el sistema INTELSAT SCPC, por ejemplo, se pueden acomodar tericamente hasta

aproximadamente 800 canales dentro de un transponder. Sin embargo, con la

potencia disponible del transponder no es posible amplificar a las 800 portadoras al

nivel requerido al mismo tiempo. Adems, puesto que los 800 canales estn

dispuestos a intervalos iguales, la interferencia de intermodulacin causada en el

transponder se convierte en un problema serio.

Con la tcnica de activacin de voz, el nmero de portadoras transmitido al mismo

tiempo se reduce a menos de la mitad an cuando los 800 canales estn ocupados,

por lo que la carga de potencia del transponder se reduce.

La interferencia debido al ruido de intermodulacin se reduce puesto que las

portadoras no estn ubicadas a iguales intervalos de frecuencia, as que el nmero de

portadoras a ser amplificadas decrece.



INICTEL

Figura 17. Transponder de un satlite INTELSAT

CONTROL AUTOMTICO DE POTENCIA El sistema SCPC emplea un ancho de banda de portadora estrecho e intervalos

estrechos de frecuencia entre portadoras por lo que est excesivamente sujeto a la

influencia de la desviacin de frecuencia de la portadora. Para reducir esta influencia

se utiliza el CONTROL AUTOMATICO DE FRECUENCIA (AFC).

Las causas de la desviacin de frecuencias de las portadoras son:

La deriva de frecuencia en el oscilador local del transponder. La deriva de frecuencia en los osciladores locales de los convertidores de

subida y de bajada de las estaciones terrenas.

La deriva Doppler causada por el movimiento del satlite. De todas estas, la deriva de frecuencia del oscilador local del transponder del satlite

influye mas seriamente en la calidad de la comunicacin comparado con las otras.

Figura 18. Control automtico de frecuencia



INICTEL La deriva de frecuencia del oscilador local en el transponder causa una desviacin de

frecuencia idntica en todas las portadoras, la cual se elimina utilizando el control

automtico de frecuencia con un piloto de referencia comn.

En este caso, el piloto es enviado desde una estacin terrena especifica que juega el

rol de estacin de referencia. En cada estacin terrena la desviacin de frecuencia de

la portadora de comunicacin se compensa con la desviacin de frecuencia del piloto

recibido.

Figura 19. Desviacin de frecuencia en las portadoras

PLAN DE FRECUENCIAS Las frecuencias portadoras de los 800 canales se acomodan a intervalos de 45 Khz.

en el ancho de banda de 36 Mhz. Estas frecuencias portadoras estn numeradas de 1

a 800.

En la transmisin de voz se usan dos canales, uno para transmitir y otro para recibir.

El par de canales que se usan para formar un circuito de voz no tiene ninguna

especificacin.

El piloto de referencia se coloca en el centro del ancho de banda de 36 Mhz. Los

canales 400 y 401 adyacentes al piloto de referencia que se usan para la

comunicacin, le crean interferencia al piloto por lo que se acord no usar estos.

Para mejorar la confiabilidad del sistema AFC se usa un segundo piloto, en este caso

se usa el canal 399 para este segundo piloto.



INICTEL

Figura 20. Plan de frecuencias

TRANSMISIN DE LA SEAL DE VOZ El formato de la seal para la transmisin de la seal de voz en el sistema SCPC de

INTELSAT se ha proyectado de tal manera que permita la activacin de la voz.

Debido a que cada portadora se maneja intermitentemente por el control de activacin,

se enva en la forma de rfagas tal como se muestra en (A). En (B) se muestra el

formato de la seal de una rfaga.

Cada rfaga es encabezado por un prembulo seguido por SOM alternados as como

de cdigos PCM. El prembulo se usa para el recobro de portadora y de reloj.

El SOM es la abreviacin de START OF MESSAGE y se usa para la sincronizacin de

trama de la seal PCM y la resolucin de la ambigedad de fase en la portadora

recuperada.

Figura 21. Transmisin de la seal de voz



INICTEL La seal de voz se muestrea con 8Khz y se codifica con VI bits haciendo una

velocidad de bits de 56 Khz.

Cuando se transmite la seal PCM se inserta un SOM de 32 bits a intervalos de 32

muestras, es decir, 224 bits, para formar una trama de 4 mseg. Puesto que la seal

PCM contiene el SOM, la velocidad de bits alcanza los 64 Kbps.

Figura 22. Seal PCM

La transmisin de la seal de voz emplea la modulacin QPSK, por lo que la seal

PCM se divide alternadamente en los canales A y B y la informacin de los dos flujos

de bits sobre los canales A y B se transmiten como un smbolo. La seal PCM por

trama corresponde a 224 bits o 112 smbolos.

Figura 23. Seal PCM por trama



INICTEL El SOM se inserta en la cabecera de cada trama para la sincronizacin de la trama y

corresponde a 16 smbolos o 32 bits. El SOM se usa tambin para la resolucin de la

ambigedad de la portadora recibida.

En la transmisin de la seal de voz de los sistema SCPC de INTELSAT se emplea la

modulacin absoluta sin codificacin diferencial lo que hace que se presenten

problemas de ambigedad de fase de la portadora recuperada despus de la

demodulacin por lo que estos dos canales pueden intercambiarse o sus bits pueden

invertirse.

En el lado de recepcin el SOM demodulado se compara con el SOM patrn

almacenado para la resolucin de la ambigedad de fase de la portadora recuperada.

El sistema de SCPC de INTELSAT emplea deteccin coherente para la demodulacin.

Figura 24. Insercin del SOM en la cabecera de cada trama

El sistema de SCPC de INTELSAT emplea deteccin coherente para la demodulacin

y puesto que la activacin de voz se emplea en la seal de transmisin, es necesario

realizar el recobro de la portadora as como el recobro de reloj cada ves que se active

la portadora.

Con este propsito se le suma un prembulo al encabezado de cada rfaga que

consiste de 20 smbolos (es decir 40 bits) para el recobro de portadora y 40 smbolos (

es decir 80 bits) para el recobro de reloj.



INICTEL

Figura 25. Prembulo en la cabecera

4. ACCESO SPADE El sistema SPADE emplea la asignacin por demanda en el cual los canales del

satlite se asignan temporalmente a las estaciones terrenas dependiendo de la

ocurrencia de las llamadas.

La transmisin de la seal de la voz es la misma que en el sistema SCPC de

INTELSAT excepto que el sistema SPADE emplea el esquema de la asignacin por

demanda.

En el sistema de asignacin por demanda, las frecuencias portadoras estn asignadas

a un pool de frecuencias por lo que cada estacin terrena puede acceder a estas y

cada estacin terrena puede emplear las frecuencias desocupadas cuando es

necesario.

Por ejemplo, cuando ocurre una llamada telefnica entre la estacin terrena A y la

estacin terrena B, se cierra un circuito del satlite entre ellas seleccionando un par de

portadoras desocupadas de frecuencias f1 y f3 del pool. Cuando se termina la

llamada, se libera a estas frecuencias y regresan a su pool. Mas tarde este mismo par

de frecuencias, f1 y f3, se podrn usar para una llamada telefnica entre las

estaciones terrenas C y D.

Por consiguiente, en el sistema de asignacin por demanda los pares de frecuencias

portadoras se asignan temporalmente a las estaciones terrenas solo mientras se

hagan llamadas telefnicas reales entre ellas.



INICTEL Consecuentemente, se asignan mas circuitos telefnicos que nmeros de pares de

frecuencias portadoras en un transponder y, por esta razn, se alcanza una alta

eficiencia del transponder.

El control de la asignacin de canales se hace de dos formas:

Control centralizado. Control distribuido.

En el mtodo de control centralizado, la asignacin de canales est concentrada en

una estacin terrena especifica denominada ESTACIN DE CONTROL y la

asignacin de canal de todo el sistema es controlado por esta estacin que ejecuta la

asignacin en respuesta al requerimiento de las estaciones terrenas.

En el mtodo de control distribuido, todas las estaciones terrenas tienen igual funcin

de control de canal. Cada una de las estaciones terrenas est siempre pendiente del

estado de la utilizacin del canal del sistema total y selecciona un par desocupado de

canales por ella misma cuando ocurre una llamada.

Puesto que el mtodo de control centralizado emplea una estacin de control y

controla a todo el sistema, tiene la ventaja de la facilidad del control de la asignacin.

Sin embargo, cualquier falla en la estacin cortar el funcionamiento total del sistema.

El mtodo de control distribuido requiere que cada estacin terrena provea la funcin

de control de asignacin de canal, que lleva a la necesidad de equipamientos

complicados y costosos en cada estacin terrena, pero tiene la ventaja de que

cualquier falla en una de las estaciones terrenas no cortar el funcionamiento del

sistema total.

Figura 26. Pool de frecuencias portadoras



INICTEL PLAN DE FRECUENCIAS El plan de frecuencias del sistema SPADE es bsicamente el mismo que para el

sistema SCPC de INTELSAT. Las frecuencias portadoras para un total de 800 canales

telefnicos se acomodan a intervalos de 45 Khz en el ancho de banda de 36 Mhz. Al

centro de la banda se transmite el piloto de referencia para el AFC, as como tambin

un CANAL DE SEALIZACION COMUN (CSC) peculiar al sistema SPADE para el

control de la asignacin por demanda.

El CSC tiene un ancho de banda de 160 Khz y esta ubicado en la parte mas baja de la

banda de 36 Mhz. La frecuencia central de la CSC esta separada por 18.045 Mhz del

piloto de referencia.

De los 800 canales de voz se asigna una frecuencia portadora especifica para lnea de

ordenes (OW).

Figura 27. Plan de frecuencias del sistema SPADE

Las frecuencias portadoras para los canales de voz estn numeradas desde 1 a 800

desde la mas baja hasta la mas alta frecuencia, como en el caso del sistema SCPC de

INTELSAT.

En el sistema SPADE el par de canales que forma un circuito esta predeterminado y la

separacin de frecuencias entre ellos es 18.045 Mhz, es decir, si uno de los canales

es N su par es N+401.

Para proveer el CSC los canales 1 y 2 no se usan as como tampoco se usan los

canales 402 y 403 tampoco por estar aparejados, sin embargo, el canal 403 se usa

para lnea de ordenes.



INICTEL Los canales 400 y 401 adyacentes al piloto de referencia no se usan para evitar la

interferencia al piloto. Por lo tanto, el nmero total de frecuencias portadoras usadas

para la transmisin de seales es realmente VI94, es decir, se llega a obtener hasta un

total de 39VI circuitos de voz.

Figura 28. Plan de frecuencias del sistema SPADE (2)

CANAL DE SEALIZACIN COMN (CSC) El CSC se provee para el control de la asignacin de canales. Cada estacin terrena

ejecuta la asignacin de canales con la transmisin y recepcin de la informacin

sobre el control de asignacin por demanda a travs del CSC. Las seales telefnicas

conmutadas e informacin sobre el sistema de operacin se transfieren por el CSC.

El CSC opera en TDMA en la que juega un papel importante la estacin terrena que

provee la rfaga de referencia.

El perodo de transmisin de la rfaga de referencia es la trama en la que se divide en

intervalos de tiempo cada una de las cuales esta asignada a cada estacin terrena y

en ella transmite rfagas dentro de su tiempo de duracin asignado y se denominan

rfaga de datos.

El tiempo de transmisin de la rfaga de datos est controlado con referencia al

tiempo de recepcin de la rfaga de referencia.

Observando las seales en el satlite, las rfagas de referencia y las rfagas de datos

de las estaciones terrenas llegan peridicamente y en orden apropiado.


INICTEL


Figura 29. Canal de sealizacin comn

Con relacin al formato de la trama CSC, una trama dura 50 mseg. y una rfaga 1

mseg. incluyendo el tiempo de guarda.

Una trama consiste de una rfaga de referencia y 49 rfagas de datos. Se ha asignado

una rfaga de datos de cada trama a cada estacin terrena y una rfaga de datos para

pruebas, por lo que se puede acomodar hasta 48 estaciones terrenas sobre el sistema

SPADE. Cada una de las rfagas de datos y de referencia consisten de 123 bits.

Tambin se ha previsto un tiempo de guarda de 5 bits en la cabecera de cada rfaga

para prevenir el solapamiento por algn error del control de posicin de rfaga.

Las rfagas de referencia consisten solo de un prembulo compuesto de un tren de

bits para el recobro de portadora as como un tren de bits para el recobro de

temporizacin y una palabra nica usada para sincronizacin.

La sincronizacin de la trama TDMA se hace con esta rfaga. Cada una de las rfagas

de datos consiste de un prembulo, una unidad de mensaje SPADE y los bits de

paridad.

La unidad de mensaje SPADE transmite la informacin del control de asignacin de

canal, seales de conmutacin telefnica e informacin sobre la operacin del sistema

y mantenimiento.

Los bits de paridad se usan para la deteccin de errores para el control de error y

retransmisin.



INICTEL

Figura 30. Formato de la trama CSC En la tabla se muestra los parmetros de transmisin para CSC. El CSC juega un rol

importante en la operacin del sistema SPADE y requiere de una alta calidad de

transmisin.

La modulacin BPSK asegura una mejor caracterstica que la modulacin QPSK para

el CSC. Se usa codificacin diferencial para la modulacin y deteccin coherente para

la demodulacin.

La tasa de errores debe ser mejor que 10-8. La velocidad de bits es 128 Kbps y puesto

que se transmite por BPSK requiere de al menos 128 Khz de ancho de banda y

realmente se la ha asignado 160 Khz.

Figura 31. Parmetros de transmisin de CSC



INICTEL 5. ACCESO SSMA (CDMA) El Acceso Aleatorio de Espectro Ensanchado SSMA permite la conexin aleatoria a

cada una de las estaciones terrenas asignadas.

Si Sn(t) es la seal modulante en el terminal transmisor de una estacin terrena, la

frecuencia de la portadora de esta seal se ensancha para as obtener un ancho de

banda de frecuencias Bm el cual es mucho mas ancho que el ancho de banda de

frecuencias Bi de la seal de entrada.

Para expandir el espectro se usa una secuencia de cdigos, haciendo a gn(t) la

funcin de expansin, la estacin terrena recibe la seal deseada gl(t) Sl(t)

acompaada de las seales no deseadas gn(t) Sn(t), ruido externo N(t) y ruido de

interferencia S(t) como se muestra en la grfica.

Figura 32. Acceso SSMA

Cuando a la seal deseada se le expande por la inyeccin de gl(t) dentro del

correlador en la estacin terminal de recepcin se obtiene la seal de salida de la

figura.

En otras palabras, si la funcin de expansin se provee con unas caractersticas

especificas, es decir gl2(t) = 1 y gl(t).gn(t) = 0, la seal deseada surgir a la salida del

filtro pasabajo del receptor, mientras que las seales no deseadas permanecern

expandidas sobre el ancho de banda de frecuencias Bm.

El sistema SSMA tambin se llama Acceso Mltiple por Divisin de Cdigos (CDMA).


INICTEL


Figura 33. Seal ensanchada dentro del correlador

ACTIVIDADES

1.- En acceso SCPC, hasta cuantos canales puede soportar el transponder del

satlite?.

2.- Describir el acceso SSMA al satlite.


INTRODUCCIONDESARROLLO DEL MDULOSINCRONIZACIN DE LAZO CERRADO DIRECTOSINCRONIZACION DE LAZO CERRADO DE REALIMENTACINSINCRONIZACION DE LAZO ABIERTOCONTROL AUTOMTICO DE POTENCIAPLAN DE FRECUENCIASTRANSMISIN DE LA SEAL DE VOZPLAN DE FRECUENCIASCANAL DE SEALIZACIN COMN \(CSC\)ACTIVIDADES

módulo 6 - acceso al satélite

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